CN110164837A - 一种基于离心作用的旋转热源散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于离心作用的旋转热源散热系统，属于旋转热源散热技术领域，可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心作用应用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源自身旋转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热源的冷却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主动散热和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统采用不同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转热源提供稳定适合的工作环境温度。

Description

一种基于离心作用的旋转热源散热系统

技术领域

本发明涉及旋转热源散热技术领域，更具体地说，涉及一种基于离心作 用的旋转热源散热系统。

背景技术

风力发电机变桨系统可以使叶片跟随风速变化同步的变化桨距角，控制 机组在任何转速下始终工作在最佳状态，额定风速得以有效降低，提高低风 速下机组的发电能力。然而，变桨柜体在外界环境高温及机组持续满发的工 况下，会因IGBT等功率器件的过温故障而停机，过温故障直接降低了机组的 发电量与可利用率。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是 由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压 驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方 面的优点，GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功 率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小，IGBT综合了以上两种器 件的优点，驱动功率小而饱和压降低，在安装或更换IGBT模块时，应十分重 视IGBT模块与散热片的接触面状态和拧紧程度，为了减少接触热阻，最好在 散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂，一般散热片底部安装有散热风扇，当散 热风扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT模块发热，而发生故障，因此对 散热风扇应定期进行检查，一般在散热片上靠近IGBT模块的地方安装有温度 感应器，当温度过高时将报警或停止IGBT模块工作。

氯氟碳化合物(Chlorofluorocarbons，简称CFCs)，又称氟氯烃，是一 类只含有氯、氟和碳的有机物，代表性物质是三氯氟甲烷，属于氟利昂(Freons) 中的一类物质，用作制冷剂、压缩喷雾喷射剂、发泡剂。因消耗大气层中的 臭氧而引起世界各国的重视，大自然不产生氯氟碳化合物，所有氯氟碳化合 物都是人造的。大气中出现的氯氟碳化合物通常是从制冷设备或是其它工业 产品中泄漏出来的。

在风机工作时，变桨系统会随着叶片而旋转，对IGBT等功率器件的冷却 实际上是对旋转热源的冷却，目前，仅仅依靠散热风扇的强制风冷在某些工 况下已无法满足旋转热源的散热需求，而单方面的强制循环水冷在旋转热源 散热功率较大的情况下不仅散热效果有限，且成本高昂。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于离心作用 的旋转热源散热系统，它可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离 心作用应用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热 源自身旋转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转 热源的冷却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器 主动散热和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系 统采用不同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系 统密闭自循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋 转热源提供稳定适合的工作环境温度。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于离心作用的旋转热源散热系统，包括旋转热源，所述旋转热源 上端固定连接有导热层，所述导热层上端固定连接有散热器，所述散热器内 端安装有蒸发器，所述散热器包括若干均匀分布的铝合金散热翅片和导热底 板，且导热底板与导热层紧密贴合，所述蒸发器包括若干均匀分布的吸热管， 且吸热管插设于相邻的一对铝合金散热翅片之间并紧密贴合，所述蒸发器左 右两端均固定连接有混流管，且混流管与蒸发器之间相连通，右侧的所述混 流管固定连接有集气管，所述集气管远离蒸发器一端固定连接有冷凝器，所 述冷凝器远离集气管一端与左侧的混流管之间固定连接有回液管，所述回液 管内填充有散热介质，可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心 作用应用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源 自身旋转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热 源的冷却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主 动散热和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统 采用不同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转 热源提供稳定适合的工作环境温度。

进一步的，所述铝合金散热翅片包括固定翅片和偶数个可移动翅片，且 可移动翅片关于固定翅片左右对称分布，所述固定翅片固定连接于导热底板 上端中央处，相邻的所述铝合金散热翅片之间均固定连接有热呼吸机构，固 定翅片固定不动，其余可移动翅片在热呼吸机构的“呼吸”作用下在导热底 板上均匀展开或合拢，展开时可以扩大散热器和蒸发器与外界空间的接触面 积，加快散热效率，合拢时蒸发器与散热器之间紧密贴合，易于快速带走散 热器上的热量实现冷却。

进一步的，所述热呼吸机构包括热膨胀体和若干感温形变杆，且感温形 变杆填充在热膨胀体内部充当骨架，所述热膨胀体内端开凿有膨胀导向孔， 所述膨胀导向孔内固定连接有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆左右两端与铝合 金散热翅片之间均固定连接有导热片，感温形变杆和热膨胀体可以根据环境 温度，即导热片从散热器上传递来的热量，利用自身的可膨胀特性实现“热 呼吸作用”，当环境温度较高时，感温形变杆开始恢复高温相形状，热膨胀 体受热膨胀，在膨胀力的作用下推动一对铝合金散热翅片相互远离，弹性伸 缩杆起到对铝合金散热翅片的分离导向作用，使其可以稳定的分离和合拢。

进一步的，所述可移动翅片下端固定连接有导热硅胶垫，且导热硅胶垫 与可移动翅片下端面相匹配并处于压缩状态，所述导热硅胶垫内包裹有若干 防磨钢珠和导热网，且防磨钢珠均匀镶嵌在导热硅胶垫内，每个所述防磨钢 珠均通过导热丝与导热网连接，且导热网与可移动翅片下端焊接在一起，可 移动翅片通过导热硅胶垫可以在合拢时始终与导热层保持紧密贴合良好导热 的状态，防磨钢珠和导热网起到提升导热硅胶垫强度和耐磨性的作用，使得 导热硅胶垫不易在与导热底板长期的摩擦下出现损耗从而形成导热空隙，同 时防磨钢珠和导热网均可以起到辅助导热的作用。

进一步的，所述热膨胀体通过热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉通过交联剂混 炼均匀而成，且热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉的重量比为1:1.2-1.5，所述混炼 过程中添加有阻燃剂、防老化剂和补强剂，热膨胀体具有高膨胀特性，可以 快速根据环境温度作出响应，且热膨胀体还具有高强度、防老化、阻燃和高 弹系数的优点。

进一步的，所述感温形变杆采用具有双程记忆效应的形状记忆合金材质， 且感温形变杆的形状为拱桥形，所述感温形变杆的数量为偶数个，且对称分 布在热膨胀体内部，拱桥形状的感温形变杆一方面可以起到对热膨胀体的骨 架支撑作用，另一方面也可以利用自身的形状记忆变化来辅助引导热膨胀体 的膨胀和收缩。

进一步的，所述散热介质可以为水或者有机物氟碳化合物，所述冷凝器 后端固定连接有储液箱，且有机物氟碳化合物盛放在储液箱内，所述储液箱 内安装有ZX型自吸离心泵，所述储液箱与回液管之间固定连接有连通管，所 述蒸发器、混流管、集气管和回液管均包括外管和内管，且外管和内管之间 分别相互连通，所述连通管上安装有电磁阀，且连通管与回液管的外管连通， 所述旋转热源上安装有温控器，且温控器与电磁阀和ZX型自吸离心泵之间电 性连接，技术人员可以根据旋转热源的现场实际工况选择合适的散热介质，水的成本较低，散热效果一般，适用于一般散热要求，当温控器检测到旋转 热源的温度过高，依靠水的散热无法满足需求时，控制电磁阀打开，储液箱 内的有机物氟碳化合物通过连通管进入到外管的循环散热中，配合水进一步 提升散热效率，同时在环境温度降低时，温控器控制ZX型自吸离心泵启动将 外管内的有机物氟碳化合物重新吸回储液箱中储存，减少有机物氟碳化合物 在外管中循环散热的损耗和泄漏。

进一步的，所述冷凝器采用真空钎焊的板翅式、连续钎焊的板翅式和胀 接工艺的管翅式中的任意一种，用于对散热介质的二次冷却，使得散热介质 可以一直稳定起效。

进一步的，所述导热层采用的导热材料为导热硅脂、导热锡浆或石墨片 中的任意一种，且导热层的厚度为2-5mm，导热硅脂、导热锡浆或石墨片中均 具有高导热系数，用于提高热传导效率。

进一步的，所述冷凝器前端固定连接有散热风扇，且散热风扇与温控器 之间电性连接，散热风扇用于冷凝器的强化散热，以增大系统的散热能力， 技术人员可根据热量的大小选择加装或者不加装。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心作用应 用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源自身旋 转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热源的冷 却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主动散热 和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统采用不 同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自 循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转热源提 供稳定适合的工作环境温度。

(2)铝合金散热翅片包括固定翅片和偶数个可移动翅片，且可移动翅片 关于固定翅片左右对称分布，固定翅片固定连接于导热底板上端中央处，相 邻的铝合金散热翅片之间均固定连接有热呼吸机构，固定翅片固定不动，其 余可移动翅片在热呼吸机构的“呼吸”作用下在导热底板上均匀展开或合拢， 展开时可以扩大散热器和蒸发器与外界空间的接触面积，加快散热效率，合 拢时蒸发器与散热器之间紧密贴合，易于快速带走散热器上的热量实现冷却。

(3)热呼吸机构包括热膨胀体和若干感温形变杆，且感温形变杆填充在 热膨胀体内部充当骨架，热膨胀体内端开凿有膨胀导向孔，膨胀导向孔内固 定连接有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆左右两端与铝合金散热翅片之间均固定连 接有导热片，感温形变杆和热膨胀体可以根据环境温度，即导热片从散热器 上传递来的热量，利用自身的可膨胀特性实现“热呼吸作用”，当环境温度 较高时，感温形变杆开始恢复高温相形状，热膨胀体受热膨胀，在膨胀力的 作用下推动一对铝合金散热翅片相互远离，弹性伸缩杆起到对铝合金散热翅片的分离导向作用，使其可以稳定的分离和合拢。

(4)可移动翅片下端固定连接有导热硅胶垫，且导热硅胶垫与可移动翅 片下端面相匹配并处于压缩状态，导热硅胶垫内包裹有若干防磨钢珠和导热 网，且防磨钢珠均匀镶嵌在导热硅胶垫内，每个防磨钢珠均通过导热丝与导 热网连接，且导热网与可移动翅片下端焊接在一起，可移动翅片通过导热硅 胶垫可以在合拢时始终与导热层保持紧密贴合良好导热的状态，防磨钢珠和 导热网起到提升导热硅胶垫强度和耐磨性的作用，使得导热硅胶垫不易在与 导热底板长期的摩擦下出现损耗从而形成导热空隙，同时防磨钢珠和导热网 均可以起到辅助导热的作用。

(5)热膨胀体通过热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉通过交联剂混炼均匀而成， 且热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉的重量比为1:1.2-1.5，混炼过程中添加有阻燃 剂、防老化剂和补强剂，热膨胀体具有高膨胀特性，可以快速根据环境温度 作出响应，且热膨胀体还具有高强度、防老化、阻燃和高弹系数的优点。

(6)感温形变杆采用具有双程记忆效应的形状记忆合金材质，且感温形 变杆的形状为拱桥形，感温形变杆的数量为偶数个，且对称分布在热膨胀体 内部，拱桥形状的感温形变杆一方面可以起到对热膨胀体的骨架支撑作用， 另一方面也可以利用自身的形状记忆变化来辅助引导热膨胀体的膨胀和收缩。

(7)散热介质可以为水或者有机物氟碳化合物，冷凝器后端固定连接有 储液箱，且有机物氟碳化合物盛放在储液箱内，储液箱内安装有ZX型自吸离 心泵，储液箱与回液管之间固定连接有连通管，蒸发器、混流管、集气管和 回液管均包括外管和内管，且外管和内管之间分别相互连通，连通管上安装 有电磁阀，且连通管与回液管的外管连通，旋转热源上安装有温控器，且温 控器与电磁阀和ZX型自吸离心泵之间电性连接，技术人员可以根据旋转热源 的现场实际工况选择合适的散热介质，水的成本较低，散热效果一般，适用 于一般散热要求，当温控器检测到旋转热源的温度过高，依靠水的散热无法 满足需求时，控制电磁阀打开，储液箱内的有机物氟碳化合物通过连通管进 入到外管的循环散热中，配合水进一步提升散热效率，同时在环境温度降低 时，温控器控制ZX型自吸离心泵启动将外管内的有机物氟碳化合物重新吸回 储液箱中储存，减少有机物氟碳化合物在外管中循环散热的损耗和泄漏。

(8)冷凝器采用真空钎焊的板翅式、连续钎焊的板翅式和胀接工艺的管 翅式中的任意一种，用于对散热介质的二次冷却，使得散热介质可以一直稳 定起效。

(9)导热层采用的导热材料为导热硅脂、导热锡浆或石墨片中的任意一 种，且导热层的厚度为2-5mm，导热硅脂、导热锡浆或石墨片中均具有高导热 系数，用于提高热传导效率。

(10)冷凝器前端固定连接有散热风扇，且散热风扇与温控器之间电性 连接，散热风扇用于冷凝器的强化散热，以增大系统的散热能力，技术人员 可根据热量的大小选择加装或者不加装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明散热器部分的结构示意图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为本发明热呼吸机构部分的结构示意图；

图5为本发明热呼吸机构正常状态下的结构示意图；

图6为本发明热呼吸机构呼吸状态下的结构示意图；

图7为本发明导热硅胶垫部分的结构示意图；

图8为本发明内管和外管部分的结构示意图。

图中标号说明：

01外管、02内管、1散热器、101固定翅片、102可移动翅片、2蒸发器、 3集气管、4冷凝器、5散热风扇、6回液管、7散热介质、8旋转热源、9储 液箱、10连通管、11导热层、12导热片、13弹性伸缩杆、14感温形变杆、15 热膨胀体、16导热硅胶垫、17防磨钢珠、18导热网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、 “顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅 是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的 限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”， 可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接， 也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解 上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种基于离心作用的旋转热源散热系统，包括旋转热源8， 旋转热源8上端固定连接有导热层11，导热层11起到快速传导旋转热源8上 热量的作用，导热层11采用的导热材料为导热硅脂、导热锡浆或石墨片中的 任意一种，且导热层11的厚度为3mm，导热硅脂、导热锡浆或石墨片中均具 有高导热系数，用于提高热传导效率，可以将旋转热源8工作时产生的热量 迅速带走，导热层11上端固定连接有散热器1，散热器1内端安装有蒸发器 2，散热器1包括若干均匀分布的铝合金散热翅片和导热底板，且导热底板与 导热层11紧密贴合，蒸发器2包括若干均匀分布的吸热管，且吸热管插设于 相邻的一对铝合金散热翅片之间并紧密贴合，吸热管可以是矩形管、微通道 管或圆管，蒸发器2左右两端均固定连接有混流管，且混流管与蒸发器2之 间相连通，起到汇流和分流的作用，右侧的混流管固定连接有集气管3，集气 管3远离蒸发器2一端固定连接有冷凝器4，冷凝器4采用真空钎焊的板翅式、 连续钎焊的板翅式和胀接工艺的管翅式中的任意一种，用于对散热介质7的 二次冷却，使得散热介质7可以一直稳定起效，冷凝器4前端固定连接有散 热风扇5，且散热风扇5与温控器之间电性连接，散热风扇5用于冷凝器4的 强化散热，以增大系统的散热能力，技术人员可根据热量的大小选择加装或 者不加装，冷凝器4远离集气管3一端与左侧的混流管之间固定连接有回液 管6，回液管6内填充有散热介质7，散热介质7起到循环散热的作用，集气 管3、回液管6与蒸发器2、散热器1通过焊接或者卡具连接，形成联通闭合 的回路，根据实际工况，集气管3和回液管6的数量可以为1根或数根。

请参阅图2和图4，铝合金散热翅片包括固定翅片101和偶数个可移动翅 片102，且可移动翅片102关于固定翅片101左右对称分布，固定翅片101固 定连接于导热底板上端中央处，相邻的铝合金散热翅片之间均固定连接有热 呼吸机构，固定翅片101固定不动，其余可移动翅片102在热呼吸机构的“呼 吸”作用下在导热底板上均匀展开或合拢，展开时可以扩大散热器1和蒸发 器2与外界空间的接触面积，加快散热效率，合拢时蒸发器2与散热器1之 间紧密贴合，易于快速带走散热器1上的热量实现冷却。

请参阅图3，热呼吸机构包括热膨胀体15和若干感温形变杆14，且感温 形变杆14填充在热膨胀体15内部充当骨架，热膨胀体15通过热膨胀硅橡胶 与膨胀石墨粉通过交联剂混炼均匀而成，且热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉的重 量比为1:1.2，混炼过程中添加有阻燃剂、防老化剂和补强剂，热膨胀体15 具有高膨胀特性，可以快速根据环境温度作出响应，且热膨胀体15还具有高 强度、防老化、阻燃和高弹系数的优点，感温形变杆14采用具有双程记忆效 应的形状记忆合金材质，且感温形变杆14的形状为拱桥形，感温形变杆14 的数量为偶数个，且对称分布在热膨胀体15内部，拱桥形状的感温形变杆14 一方面可以起到对热膨胀体15的骨架支撑作用，另一方面也可以利用自身的 形状记忆变化来辅助引导热膨胀体15的膨胀和收缩，热膨胀体15内端开凿 有膨胀导向孔，膨胀导向孔内固定连接有弹性伸缩杆13，弹性伸缩杆13左右 两端与铝合金散热翅片之间均固定连接有导热片12，感温形变杆14和热膨胀 体15可以根据环境温度，即导热片12从散热器1上传递来的热量，利用自身的可膨胀特性实现“热呼吸作用”，当环境温度较高时，感温形变杆14开 始恢复高温相形状，热膨胀体15受热膨胀，在膨胀力的作用下推动一对铝合 金散热翅片相互远离，弹性伸缩杆13起到对铝合金散热翅片的分离导向作用， 使其可以稳定的分离和合拢。

请参阅图4和图7，可移动翅片102下端固定连接有导热硅胶垫16，且 导热硅胶垫16与可移动翅片102下端面相匹配并处于压缩状态，导热硅胶垫 16内包裹有若干防磨钢珠17和导热网18，且防磨钢珠17均匀镶嵌在导热硅 胶垫16内，每个防磨钢珠17均通过导热丝与导热网18连接，且导热网18 与可移动翅片102下端焊接在一起，可移动翅片102通过导热硅胶垫16可以 在合拢时始终与导热层11保持紧密贴合良好导热的状态，防磨钢珠17和导热网18起到提升导热硅胶垫16强度和耐磨性的作用，使得导热硅胶垫16不 易在与导热底板长期的摩擦下出现损耗从而形成导热空隙，同时防磨钢珠17 和导热网18均可以起到辅助导热的作用。

请参阅图1和图8，散热介质7可以为水或者有机物氟碳化合物，冷凝器 4后端固定连接有储液箱9，且有机物氟碳化合物盛放在储液箱9内，避免损 耗和泄漏，储液箱9内安装有ZX型自吸离心泵，提供回收有机物氟碳化合物 的动力，储液箱9与回液管6之间固定连接有连通管10，蒸发器2、混流管、 集气管3和回液管6均包括外管01和内管02，且外管01和内管02之间分别 相互连通，外管01之间形成外散热循环，内管02之间形成内散热循环，连 通管10上安装有电磁阀，且连通管10与回液管6的外管01连通，旋转热源 8上安装有温控器，且温控器与电磁阀和ZX型自吸离心泵之间电性连接，技 术人员可以根据旋转热源8的现场实际工况选择合适的散热介质7，水的成本 较低，散热效果一般，适用于一般散热要求，当温控器检测到旋转热源8的 温度过高，依靠水的散热无法满足需求时，控制电磁阀打开，储液箱9内的 有机物氟碳化合物通过连通管10进入到外管01的循环散热中，配合水进一 步提升散热效率，同时在环境温度降低时，温控器控制ZX型自吸离心泵启动 将外管01内的有机物氟碳化合物重新吸回储液箱9中储存，减少有机物氟碳 化合物在外管01中循环散热的损耗和泄漏。

在对旋转热源8进行散热时，由温控器实时采集温度数据，当旋转热源8 散发的热量不多时，依靠导热层11将旋转热源8散发的热量传导至散热器1， 同时在旋转热源8的旋转作用下，散热系统也跟随旋转热源8旋转，依靠重 力的作用，水在蒸发器2和冷凝器4之间通过集气管3和回液管6来回流动， 依靠水的导热将热量由蒸发器2带到散热器1，最后导出到外界。

此过程中，热呼吸机构的“呼吸原理”如下，请参阅图1、图5和图6， 水是储存在蒸发器2内的，在导热的同时吸收掉散热器1上的热量，热呼吸 机构处于合拢状态，即热膨胀体15未膨胀，感温形变杆14也未向高温相形 状开始变化，当水从蒸发器2流出进入内管02中的内散热循环时，散热器1 又从导热层11上吸收很多旋转热源8产生的热量，并将部分热量传导至导热 片12，热膨胀体15立即受热膨胀，感温形变杆14也开始向高温相形状开始变化，即由拱桥形变为直线形，热呼吸机构开始“呼吸”，推动相邻的一对 铝合金散热翅片相互远离，并不再与蒸发器2接触，增大了与外界空气的接 触面积，开始主动散热，当水从回液管6回到蒸发器2时，又快速带走散热 器1上的热量开始迅速冷却，热呼吸机构上的热膨胀体15由于弹性开始收缩， 感温形变杆14有从高温相形状变化为低温相形状，即从直线形变为拱桥形， 带动一对相邻的铝合金散热翅片合拢并与蒸发器2紧密贴合，一方面方便蒸 发器2内的水带走更多的热量，另一方面也方便铝合金散热翅片吸收更多导 热底板的热量，当水又离开蒸发器2时，热呼吸机构重复上述“呼吸”，赋 予散热器1主动散热和被动散热的双重散热效果，大大提升旋转热源8的散 热效率。

当温控器检测到旋转热源8的温度过高，代表热量仅依靠水无法满足散 热要求时，温控器控制电磁阀打开，储液箱9内的有机物氟碳化合物流出进 入外管01的外散热循环，作用机理同水类似，不同的是有机物氟碳化合物经 过蒸发器2时，由于沸点较低会吸热汽化，蒸汽通过集气管3进入冷凝器4， 冷却后重新变为液体，经回液管6流回蒸发器2，此过程即可将热量带出，在 发生相变换热的同时，依靠重力的作用，有机物氟碳化合物液体在蒸发器2 和冷凝器4之间通过集气管3和回液管6来回流动，依靠有机物氟碳化合物 的相变换热将热量由蒸发器2带到冷凝器4，双重导热可提升散热系统的散热 效果，当旋转热源8温度下降后，温控器控制ZX型自吸离心泵将外管01内 的有机物氟碳化合物吸回到储液箱9中储存，减少长期循环下不可避免的损 耗和泄漏。

实施例2：

技术人员也可以根据旋转热源8现场的实际工况，选择全部使用水或者 有机物氟碳化合物作为散热介质7进行散热，即不用安装储液箱9、连通管 10、电磁阀和ZX型自吸离心泵，且蒸发器2、集气管3、回液管6和混流管 均为单层管，只通过单类散热介质7；散热介质7采用水时成本低，用于低散 热要求的旋转热源8，散热介质7采用有机物氟碳化合物时成本高，散热效果 更好，用于高散热要求的旋转热源8，但是存在损耗和泄漏，其余环节均与实 施例1一致。

本发明可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心作用应用于 风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源自身旋转带 来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热源的冷却， 提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主动散热和被 动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统采用不同的 散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自循环， 噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转热源提供稳定适合的工作环境温度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不 局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根 据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明 的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于离心作用的旋转热源散热系统，包括旋转热源(8)，其特征在于：所述旋转热源(8)上端固定连接有导热层(11)，所述导热层(11)上端固定连接有散热器(1)，所述散热器(1)内端安装有蒸发器(2)，所述散热器(1)包括若干均匀分布的铝合金散热翅片和导热底板，且导热底板与导热层(11)紧密贴合，所述蒸发器(2)包括若干均匀分布的吸热管，且吸热管插设于相邻的一对铝合金散热翅片之间并紧密贴合，所述蒸发器(2)左右两端均固定连接有混流管，且混流管与蒸发器(2)之间相连通，右侧的所述混流管固定连接有集气管(3)，所述集气管(3)远离蒸发器(2)一端固定连接有冷凝器(4)，所述冷凝器(4)远离集气管(3)一端与左侧的混流管之间固定连接有回液管(6)，所述回液管(6)内填充有散热介质(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述铝合金散热翅片包括固定翅片(101)和偶数个可移动翅片(102)，且可移动翅片(102)关于固定翅片(101)左右对称分布，所述固定翅片(101)固定连接于导热底板上端中央处，相邻的所述铝合金散热翅片之间均固定连接有热呼吸机构。

3.根据权利要求2所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述热呼吸机构包括热膨胀体(15)和若干感温形变杆(14)，且感温形变杆(14)填充在热膨胀体(15)内部充当骨架，所述热膨胀体(15)内端开凿有膨胀导向孔，所述膨胀导向孔内固定连接有弹性伸缩杆(13)，所述弹性伸缩杆(13)左右两端与铝合金散热翅片之间均固定连接有导热片(12)。

4.根据权利要求2所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述可移动翅片(102)下端固定连接有导热硅胶垫(16)，且导热硅胶垫(16)与可移动翅片(102)下端面相匹配并处于压缩状态，所述导热硅胶垫(16)内包裹有若干防磨钢珠(17)和导热网(18)，且防磨钢珠(17)均匀镶嵌在导热硅胶垫(16)内，每个所述防磨钢珠(17)均通过导热丝与导热网(18)连接，且导热网(18)与可移动翅片(102)下端焊接在一起。

5.根据权利要求3所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述热膨胀体(15)通过热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉通过交联剂混炼均匀而成，且热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉的重量比为1:1.2-1.5，所述混炼过程中添加有阻燃剂、防老化剂和补强剂。

6.根据权利要求3所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述感温形变杆(14)采用具有双程记忆效应的形状记忆合金材质，且感温形变杆(14)的形状为拱桥形，所述感温形变杆(14)的数量为偶数个，且对称分布在热膨胀体(15)内部。

7.根据权利要求1所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述散热介质(7)可以为水或者有机物氟碳化合物，所述冷凝器(4)后端固定连接有储液箱(9)，且有机物氟碳化合物盛放在储液箱(9)内，所述储液箱(9)内安装有ZX型自吸离心泵，所述储液箱(9)与回液管(6)之间固定连接有连通管(10)，所述蒸发器(2)、混流管、集气管(3)和回液管(6)均包括外管(01)和内管(02)，且外管(01)和内管(02)之间分别相互连通，所述连通管(10)上安装有电磁阀，且连通管(10)与回液管(6)的外管(01)连通，所述旋转热源(8)上安装有温控器，且温控器与电磁阀和ZX型自吸离心泵之间电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述冷凝器(4)采用真空钎焊的板翅式、连续钎焊的板翅式和胀接工艺的管翅式中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述导热层(11)采用的导热材料为导热硅脂、导热锡浆或石墨片中的任意一种，且导热层(11)的厚度为2-5mm。

10.根据权利要求1所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述冷凝器(4)前端固定连接有散热风扇(5)，且散热风扇(5)与温控器之间电性连接。